(57)【要約】【課題】  所定の引張強度を備えつつ、優れた耐摩耗性および耐蝕性と安定した導電特性とを発揮でき、且つ検知線の溝加工が容易なトロリ線を提供する。【解決手段】  下部にパンタグラフが押し当てられるトロリー線１であって、断面において、下部から中央部にかけて配置された銅合金部２と、銅合金部２の左右および上部を包むように配置された銅部３と、銅部３に銅合金部２の摩耗限界に位置して配置された検知線４とを備えたもの。銅合金部２がテンションメンバとなるため、所定の引張強度を発揮できる。銅合金部２にパンタグラフが押し当てられるため、耐摩耗性が高まる。銅合金部２が摩耗しても銅部３の断面積は殆ど変化しないので、摩耗に拘らず導電特性が安定する。検知線４を収容する溝８が銅部３に形成されるので、その溝８の加工が容易となる。銅と銅合金との同種金属からなっているので、耐食性が向上する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部にパンタグラフが押し当てられるトロリー線であって、断面において、下部から中央部にかけて配置された銅合金部と、該銅合金部の左右および上部を包むように配置された銅部と、該銅部に銅合金部の摩耗限界に位置して配置された検知線とを備えたことを特徴とするトロリー線。
【請求項２】
上記銅合金部は、下部から摩耗限界にかけての幅が摩耗限界から中央部にかけての幅より広く設定され、上記検知線は、銅合金部の摩耗限界を挟んでその左右の銅部に夫々配置されている請求項１記載のトロリー線。
【請求項３】
上記銅合金部は、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｚｒ合金(Ｃｒ：０．３〜０．８％、Ｚｒ：０．０１〜０．２５％)からなり、引張強さ５５０ＭＰａ以上のものである請求項１乃至２記載のトロリー線。
【請求項４】
上記銅部に断面積３〜４ｍｍ2の溝を形成し、該溝にφ１．５〜２．０ｍｍの絶縁電線からなる検知線を挿入した請求項１乃至２記載のトロリー線。
【請求項５】
上記検知線の挿入位置は、トロリ線表面より３ｍｍ以内である請求項１、２又は４記載のトロリー線。
【請求項６】
下部にパンタグラフが押し当てられるトロリー線であって、断面において、下部から中央部にかけて配置された銅合金部と、該銅合金部の左右および上部を包むように配置された銅部と、該銅部に銅合金部の上方に位置して配置されたヒータ線とを備えたことを特徴とするトロリー線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性が高く安定した導電特性を有するトロリー線に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に、従来のトロリー線ａを示す。このトロリー線ａは、高速車両対応用の検知線入りトロリー線であり、中央部に配置された鋼部ｂと、その鋼部ｂを囲繞する銅部ｃと、銅部ｃの摩耗限界位置に挿入された検知線ｄとを有し、上部に形成された小弧面部ｅと側部に形成された凹部ｆと下部に形成された大弧面部ｇとからなっている。
【０００３】
かかるトロリー線ａは、凹部ｆを介して架設され、タフピッチ銅からなる銅部ｃの下部（大弧面部ｇ）がパンタグラフに摺接して摩耗し、検知線ｄの露出状態によって摩耗限界を管理するものである。このトロリー線ａは、新幹線等の高速車両に対応して波動伝播速度を高めるべく、架線張力が２トン程度と大きく設定されており、鋼部ｂがテンションメンバーとなっている。
【０００４】
この種の検知線入りトロリー線ａの一例として、銅部ｃの摩耗限度位置に３〜４ｍｍ2の検知線用の溝ｈを２箇所設け、その溝ｈにφ１．５５ｍｍの絶縁電線を挿入してこれを検知線ｄとし、テンションメンバーとなっている鋼部ｂにφ６〜８ｍｍで引張強さ約１１８０〜１２００ＭＰａの鋼線を用いたものが知られている。
【０００５】
なお、先行技術文献として、特許文献１等が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１７５５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記トロリー線ａは、銅と鋼との異種金属の複合構造であるため、高い張力および大きな振動が常時課せられるトロリー線の用途においては、信頼性の点において問題がある。例えば、異種金属からなる複合構造は、銅と鋼との線膨張係数が異なるため、トロリー線ａとしては不向きである。
【０００８】
また、上記トロリー線ａは、銅部ｃ（タフピッチ銅）にパンタグラフが押し付
けられることから、パンタグラフによる銅部ｃの摩耗が早く、取り換え頻度が多くなる。そして、摩耗が進行すると、線全体の断面積に対する銅部ｃの比率が少なくなるため、相対的に鋼部ｂの比率が多くなり、導電率が８０％から６０％程度にまで低下する欠点がある。また、銅部ｃの摩耗によって鋼部ｂが露出した場合、腐食の進行が促進されるため、環境条件によっては寿命前に断線することも考えられる。
【０００９】
他方、図３のように鋼部ｂと銅部ｃとではなく、銅合金の単一材料によって高速車両用のトロリー線を製造することも考えられ、この場合、所定の引張強度を発揮する銅合金を用いることにより、必要な架線張力を得られるものの、材料が硬いために検知線ｄを収容する溝ｈの加工が困難であり、また長尺伸線に耐えられない等の欠点が生じる。
【００１０】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、所定の引張強度を備えつつ、優れた耐摩耗性および耐蝕性と安定した導電特性とを発揮でき、且つ検知線の溝加工が容易なトロリ線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく第１の発明は、下部にパンタグラフが押し当てられるトロリー線であって、断面において、下部から中央部にかけて配置された銅合金部と、該銅合金部の左右および上部を包むように配置された銅部と、該銅部に銅合金部の摩耗限界に位置して配置された検知線とを備えたものである。
【００１２】
この発明によれば、銅合金部がテンションメンバとなるため、所定の引張強度を発揮できる。また、銅合金部にパンタグラフが押し当てられるので、耐摩耗性が高まる。また、銅合金部が摩耗しても銅部の断面積は殆ど変化しないので、摩耗に拘らず導電特性が安定する。また、検知線を収容する溝が銅部（銅合金より軟らかい）に形成されるので、検知線の溝加工が容易となる。また、銅と銅合金との同種金属からなっているので、耐食性が向上する。
【００１３】
また、上記銅合金部は、下部から摩耗限界にかけての幅が摩耗限界から中央部にかけての幅より広く設定され、上記検知線は、銅合金部の摩耗限界を挟んでその左右の銅部に夫々配置されていてもよい。こうすれば、銅合金部の幅広部分によって耐摩耗性が向上し、左右に配置された検知線によって確実に摩耗限界を検知できる。
【００１４】
また、上記銅合金部は、Ｃｕ−Ｃｒ―Ｚｒ合金（Ｃｒ：０．３〜０．８％、Ｚｒ：０．０１〜０．２５％）からなり、引張強さ５５０ＭＰａ以上のものであってもよい。これにより、銅合金部は、テンションメンバとしての強度条件を満足する。
【００１５】
また、上記銅部に断面積３〜４ｍｍ2の溝を形成し、該溝にφ１．５〜２．０ｍｍの絶縁電線からなる検知線を挿入してもよい。また、上記検知線の挿入位置は、トロリ線表面より３ｍｍ以内であってもよい。
【００１６】
また、第２の発明は、下部にパンタグラフが押し当てられるトロリー線であって、断面において、下部から中央部にかけて配置された銅合金部と、該銅合金部の左右および上部を包むように配置された銅部と、該銅部に銅合金部の上方に位置して配置されたヒータ線とを備えたものである。
【００１７】
この発明によれば、銅合金部がテンションメンバとなるため、所定の引張強度を発揮できる。また、銅合金部にパンタグラフが押し当てられるので、耐摩耗性が高まる。また、銅合金部が摩耗しても銅部の断面積は殆ど変化しないので、導電特性が摩耗に拘らず安定する。また、ヒータ線を収容する溝が銅部（銅合金より軟らかい）に形成されるので、ヒータ線の溝加工が容易となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明にかかるトロリー線によれば、次のような優れた効果を発揮できる。
【００１９】
所定の引張強度を備えつつ、優れた耐摩耗性および耐蝕性と安定した導電特性とを発揮でき、且つ検知線の溝加工が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好適実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００２１】
図１に本実施形態に係るトロリー線の断面図を示す。このトロリー線１は、下部にパンタグラフが押し当てられるものであって、断面において、下部から中央部にかけて配置された銅合金部２と、銅合金部２の左右および上部を包むように配置された銅部３と、銅部３に銅合金部２の摩耗限界に位置して配置された検知線４とを備えている。トロリー線１の外郭は、銅部３の上部に形成された小弧面部５と、銅部３の左右両側部に形成された凹部６と、銅部３および銅合金部２の下部に形成された大弧面部７とからなっている。かかるトロリー線１は、凹部６を介して架線される。
【００２２】
銅合金部２は、Ｃｕ−Ｃｒ―Ｚｒ合金：クロム・ジルコニウム銅合金（Ｃｒ：０．３〜０．８％、Ｚｒ：０．０１〜０．２５％）からなり、引張強さ５５０ＭＰａ以上のものが用いられる。かかる銅合金部２は、上記組成のＣｕ―Ｃｒ−Ｚｒ合金からなるため、パンタグラフに対して所定の耐摩耗性（銅部３：タフピッチ銅の２倍以上の耐摩耗性）を発揮できると共に導電性も高く、また引張強さ５５０ＭＰａ以上であるため、新幹線等の高速車両用として必要な架線張力を確保できる。他方、銅部３は、検知線４を挿入するための溝８を形成する都合上、上記銅合金部２より軟らかく加工性に優れたタフピッチ銅が用いられている。これら銅合金部２と銅部３とは、鋳造・伸線等によって一体的に成形されている。
【００２３】
銅合金部２は、下部から摩耗限界にかけての摩滅部２ａと、摩滅部２ａから中央部にかけての保持部２ｂとから、一体的に構成されている。摩滅部２ａの幅Ｌ１は、保持部２ｂの幅Ｌ２より広く設定されている。このため、大弧面部７の下端部に摺接されるパンタグラフは、銅部３より耐摩耗性に優れた銅合金部２の摩滅部２ａに主として摺接し、耐摩耗性に劣る銅部３を殆ど摩滅させることはない。よって、トロリー線１の耐摩耗性が向上する。また、このトロリー線１は、パンタグラフによって銅合金部２の摩滅部２ａが摩耗しても、銅合金部２より導電性に優れた銅部３の断面積は殆ど変化しないので、摩耗に拘らず安定した導電特性を発揮できる。
【００２４】
検知線４は、銅合金部２の摩耗限界を挟んでその左右の銅部３に夫々配置されている。具体的には、銅部３には、銅合金部２の摩耗限界を挟むように、断面積３〜４ｍｍ2の溝８が夫々形成されており、各溝８には、φ１．５〜２．０ｍｍの絶縁電線からなる検知線４が挿入されている。上記溝８は、トロリー線１の強度低下の原因となるため出来るだけ小さい方が好ましく、現有サイズのφ１．５５ｍｍの検知線４（絶縁電線）を用いる場合にはそのφ１．５５ｍｍに合わせて形成することが好ましい。また、溝８内に検知線４を挿入した後、図１に示すように溝８を潰すように加工してもよいが、この場合、銅合金部２よりも加工性に優れた銅部３（タフピッチ銅）を加工することになるので、容易に加工できる。
【００２５】
また、検知線４の挿入位置は、トロリー線１の断面積が１７０ｍｍ2 のときには小弧面部５の上端部より８．２〜１１．０ｍｍとなっており、トロリー線１の断面積が１１０ｍｍ2のときには小弧面部５の上端部より６．５〜８．０ｍｍとなっている。それぞれの断面積における摩耗限界を考慮したものである。また、検知線４の挿入位置（摩耗限界における銅部３の表面から銅合金部２までの深さ）は、トロリ線１の表面より３ｍｍ以内に設定されている。摩耗限界の近傍部位においては、本来、耐摩耗性に優れた銅合金部２（Ｃｕ―Ｃｒ―Ｚｒ合金）とすることが好ましく、検知線４の挿入溝８の加工容易性のためのみに銅部３（タフピッチ銅）としていることから、耐摩耗性を上げるためには極力銅部３（タフピッチ銅）の面積比率を小さくした方が有利だからである。
【００２６】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２７】
上記トロリー線１によれば、銅部３より引張張力の大きな銅合金部２がテンションメンバとなるため、所定の引張強度を発揮できる。また、銅部３より耐摩耗性に優れた銅合金部２にパンタグラフが押し当てられるため、耐摩耗性が高まる。すなわち、銅合金部２は、その摩滅部２ａがパンタグラフが押し当てられて耐摩耗性向上に寄与し、保持部２ｂがテンションメンバとなって引張強度向上に寄与する。
【００２８】
また、上記銅合金部２は、下部から摩耗限界にかけての摩滅部２ａの幅Ｌ１が、摩耗限界から中央部にかけての保持部２ｂの幅Ｌ２より広く設定されているので、パンタグラフに対する耐摩耗性が向上する。また、銅合金部２が摩耗しても銅部３の断面積は殆ど変化しないので、摩耗に拘らず安定した導電特性を保持できる。
【００２９】
また、検知線４を収容する溝８が銅合金２より軟らかい銅部３に形成されるので、その溝８の加工が容易となる。よって、製作の安定化を図ることができる。また、検知線４が銅合金部２の摩耗限界を挟んでその左右の銅部３に夫々配置されていているので、左右のいずれかの検知線４によって確実に摩耗限界を検知できる。
【００３０】
また、上記トロリー線１は、銅合金部２と銅部３との同種金属からなっているため、図３に示す鋼部ｂと銅部ｃとの異種金属からなるトロリー線ａよりも、腐食等の環境条件に強い。また、銅合金部２と銅部３との線膨張差は、鋼部ｂと銅部ｃとの線膨張差よりも小さい。よって、トロリー線１は、高い張力および大きな振動が常時課せられるトロリー線の用途において、トロリー線ａよりも、信頼性の点において好ましい。
【００３１】
図２に別の実施形態に係るトロリー線の断面図を示す。
【００３２】
このトロリー線１ａは、基本的な構成が前実施形態と同様の構成となっており、銅部３に銅合金部２の摩耗限界に位置して配置された検知線４の代りに、銅部３に銅合金部２の上方に位置してヒータ線９を配置した点のみが前実施形態と相違しているため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみ説明する。
【００３３】
ヒータ線９は小弧面部５に形成された溝１０内に収容される。かかるトロリー線によれば、基本的に前実施形態と同様の作用効果を発揮できるため、高張力で優れた耐摩耗性を有し、ヒータ線９を挿入する溝１０の加工が容易なヒータ入りトロリー線１ａを実現できる。
【００３４】
なお、以上の各実施形態においては、銅部３の材質にタフピッチ銅を用いたものを示したが、これに限らず錫入り銅合金（０．３％錫入り）を用いてもよい。この場合、さらに高い破断張力を得ることができる。但し、導電率が７０〜８０％に低下する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態を示すトロリー線の断面図である。
【図２】別の実施形態を示すトロリー線の断面図である。
【図３】従来例を示すトロリー線の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  トロリー線
２  銅合金部
２ａ  摩滅部（下部から摩耗限界にかけての部分）
２ｂ  保持部（摩耗限界から中央部にかけての部分）
３  銅部
４  検知線
８  溝
９  ヒータ線
Ｌ１  下部から摩耗限界にかけての幅
Ｌ２  摩耗限界から中央部にかけての幅
【図１】
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【図２】
2005088693.tif 000004
【図３】
2005088693.tif 000005